异氰酸酯浸渍杨木强化材TVOC释放特性及优化工艺研究
人工速生林木的推广利用可以有效缓解国内木材市场供需矛盾，但速生材树种，如杨木，有密度低、材质松软、尺寸稳定性差等缺点，这限制了速生林木的推广利用。对速生林木进行改性处理能有效改善其性能，拓展其应用范围。但是目前常用的浸渍改性方法容易将一些化学物质引入木材，从而使其在使用过程中释放出较多的挥发性有机物质，对人们的身体健康构成威胁。 本文以速生人工林木——杨木为基材，开展了利用异氰酸酯/丙酮改性液对其进行真空加压浸渍改性的研究，着重研究了对浸渍效果影响显著的因素，并探索出了既能确保其物理力学性能达到使用要求，又兼具低TVOC释放的环保生产工艺。同时探索了浸渍处理材TVOC的释放特性和控制机理。 本文主要的结论归纳如下: 单独提高异氰酸酯树脂浓度或加大浸渍压力或延长加压时间，都能不同程度地提高浸渍效果，使得处理材WPG提高。其中对处理材WPG影响最为显著的是树脂浓度，其次是浸渍压力，加压时间对WPG的影响一般。 异氰酸酯浸渍处理材中释放的VOC成分最多可达120种，其中稳定释放的物质有23种。处理材释放的VOC中占比最大的是芳香烃类化合物，其次是烷烃和萜烯类化合物。随着采样时间的推移，芳香烃类化合物释放量迅速下降，烷烃类物质释放量TVOC的比重则有所上升。 树脂浓度对处理材释放TVOC的影响规律明显，呈现先上升后下降趋势;加压时长恒定，不同树脂浓度下，TVOC随浸渍压力加大而变化的规律不一致;树脂浓度恒定，不同浸渍压力下，TVOC随加压时间延长而变化的规律也不一致。 处理材增重率超过一定值后，处理材孔隙率会显著下降，从而抑制TVOC的释放。 异氰酸酯处理材TVOC释放随时间变化的规律呈现先快速下降，后缓慢下降，最后趋于稳定。 采用BBD响应面进行分析后发现，三个因素对WPG、MOE和TVOC三个响应值影响作用的大小关系为:树脂浓度＞浸渍压力＞加压时长。综合考虑力学性能、环保性能、成本节约、生产效率以及操作简易性后，得出生产异氰酸酯强化材的最佳工艺为树脂浓度33.33％，浸渍压力1MPa，加压时长2h。
速生材;异氰酸酯;浸渍处理;挥发性有机物;释放特性;工艺优化
东北林业大学
硕士
木材科学与技术
沈隽
2016
中文
TS652
60
2017-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）